PDF (Parte 4)

EI porcentaje, en volumen, de s61idos de baja graved ad se calcula as i
~g =
1 [1 O(p( + (Pt, - Pr )Y" . -12p - (Pr - Po)v;, ]
g
(Pt, -l1 g )
Donde:
V
= porcentaje, en volumen , de s61idos de
P
= densidad de l lodo , Ibm/gal
PI
P ig
= densidad del filtrado , g/ cm 3
= 1 + 0.00000109 c,) con base en cloruro de sodio
= densidad del material densificante , g/cm 3
= densidad de los s61idos de baja gravedad , g/cm 3
Po
= densidad del aceite , g/cm 3
ig
g
(Pr
Pb
baja gravedad
(use 2.6 si la desconoce)
(use 0.84 si la desconoce)
EI porcentaje, en volumen , del material densificante ( Vb ) se calcula as! :
Vb = Vss - Vig
2.5. CONTENIDO DE ARENA.
Descripcion.
EI contenido de arena dellodo es el porcentaje , en volumen , de particulas mas grandes
que 74 micras . Se mide co n un conjunto lIamado "arenimetro" (ver la Figura 10)
Equipo.
Criba (malla No . 200), de 2.5 pulgadas (63 .5 mm) de diametro .
Embudo para colocar el tam iz que contiene la criba .
Un tubo de medicion, de vidrio, marcado para el volumen de lodo a agregar . EI
tubo esta graduado de 0 a 20 , para leer directamente el po rcentaje, en volumen ,
de arena .
Procedimiento.
Lie ne el tubo de med ici6n de vidrio con lodo hasta la marca de "Iodo hasta aqu i".
Agregue agua hasta la siguiente marca. Tape la boca del tubo y ag ite con fuerza .
-
Vierta la muestra en la cr iba limpia y humeda . Bote el liqu ido pasandolo por la
cr iba . Agregue mas agua al tubo, vierta de nuevo en la criba . Rep ita hasta que
el tubo este limpio. Lave la arena retenida en la criba para limpiar el lodo
remanente .
Coloque el embudo sobre la parte de arriba de la criba . Invierta lentamente el
montaje e inserte la pu nta del embudo en la boca del tubo de medic ion . Lave la
PRUE8AS F UNDAMENTALES EN LODOS DE PERFO RtlClON
43
arena , pasandola al tubo , con un chorro fino de
agua. Espere que la arena se asiente . Lea el
porcentaje, en volumen, de arena.
Informe el contenido de arena dellodo. Informe
la fuente de la muestra de lodo, por ejemplo, arriba
de la zaranda, tanque de succion, etcetera. Los
solidos gruesos distintos a la arena quedan
retenidos en la criba y se debe informar su
presencia.
2.6. Capacidad de azul de metileno.
Descripcion.
La capacidad de azul de metileno de un lodo es
un indicador de la cantidad de arcillas reactivas
(benton ita comercial y/o en solidos perforados)
presentes en el. Esta prueba da una estimacion
de la capacidad total de intercambio de cationes
(CEC) de los s61idos (arcillas) de un lodo . Esta
capacidad se da usualmente en terminos de peso
(miliequivalentes de hidrogeno por cada 100
gramos de arcilla) . La capacidad de azul de
metileno y la capacidad de intercambio de cationes
no son total mente iguales;normalmente la primera
es un poco menor que la capacidad rea l de
intercambio de cationes.
La solucion de azul de metileno se adiciona a la muestra de lodo (que ha sido
tratado con peroxido de hidrogeno y acidificado) hasta que se observa saturacion
por la formacion de un "halo" de tinta alrededor de una gota de la suspension de
solidos colocada sobre papel de filtro .
Con frecuencia los lodos contienen sustancias, adem as de arcillas reactivas,
que absorben azu l de metileno. EI pretratamiento con peroxido de hidrogeno
tiene como proposito evitar el efecto de materiales organicos como
lignosulfanatos, lignitos , poifmeros celulosicos, pollacrilatos , etcetera.
Equipo.
Solucion de azul de metileno . 3.20 g. de azul de metileno, grado Reagente.
Per6xido de Hidr6geno . Soluci6n al 3 por ciento.
Ac ido sulfurico diluido : aproximadamente 5N.
Jerin ga : con 2.5 cm 3
0
3 cm 3 de capacidad.
Frasco erlenmeyer: con 250 cm 3 de capacidad .
Bureta : de 10 cm 3 , micropipeta de 0.5 cm 3
Cilindro graduado
44
0
pipeta graduadade 1 cm 3
con 50 cm 3 de capacidad.
UXTU RA S S(}HRE WOOS DE PERFORACION
Varilla para agitar.
Lamina caliente.
Papel de filtro, Whatman No . 1
0
su equivalente .
Procedimiento.
Agregue 2.0 cm 3 de lodo a 10 cm 3 de agua en el Frasco erlenmeyer . Par a
asegurarse de que agrega 2.0 cm 3 exactamente, efectue los pasos siguientes :
La jeringa debe tener una capacidad de mas de 2 cm 3 , en general de 2.5 a 3
cm 3 AI usar una jeringa mas grande, no es necesario retirar el aire atrapado
en la jeringa .
Se debe sacar el aire 0 gas atrapado en el lodo . Agite el lodo para romper el
gel y saque rapidamente ellodo con la jeringa . Luego descargue lentamente
la jeringa de nuevo en ellodo manteniendo la punta sumergida .
Saque de nuevo el lodo con la jeringa hasta que el extremo del em bolo este
en la ultima graduacion de la jeringa (es decir, en la linea de 3 cm 3 , en una
jeringa de 3 cm 3 ).
Descargue en el erlenmeyer 2.0 cm 3 de lodo .
Agregue 15 cm 3 de peroxido de hidrogeno al 3 por ciento y 0.5 cm 3 de aCldo
sulfurico. Hierva suavemente durante 10 minutos, pero sin dejar que se seque .
Diluya hasta mas 0 menos 50 cm 3 , con agua.
Agregue al erlenmeyer volumenes de a 0 .5 cm 3 de azul de metileno. Si (por
pruebas anteriores) se conoce la cantidad aproximada de solucion de azul de
metileno necesaria para alcanzar el punto final, se pueden usar volumenes
mayores (1 - 2 cm 3 ) al comienzo de la titulacion. Despues de cada adicion de
azul de metileno, agite los contenidos del Frasco durante 30 segundos Mientras
que ios solid os estan suspendidos todavia, saque una gota del Ilquido con la
varilla de agitar y coloque la gota en el papel filtro . EI punto final de la titulacion
podria ser alcanzado cuando la tinta aparezca como un anillo azul 0 turquesa
que rodea los solid os teFiidos como se muestra en la Figura 11.
Cuando se detecte el tinte azul que se esparce desde los solid os, agite el Frasco
otros dos minutos y coloque otra gota en el papel de filtro . Si de nuevo el anillo
azul es evidente, se ha alcanzado el punto final. Si no aparece el anillo azul,
repita el paso anterior hasta que una gota , tomada despues de 2 minutos de
registrarse el primer halo , 10 registre tamb ien .
Calculos.
La capacidad de azul de metileno del lodo bajo prueba se calcula asi
Capacidad de azul de metileno, en cm 3 /cm 3
=
cm 3 de azul de metileno, gastados en la prueba
cm 3 de muestra
PR UEBAS FUNDAMENTALES EN LODOS DE PERFORACION
45
SOLIDOS TENIDOS
(N O EXISTE TINTURA
LlBRE)
HUMEDAD
4 em 3
-
3 em3
~
W#
..4,"
2
MINUTos~
6em' .
DESPUES
\
?em'
-.:-­
"';"',.l
'~
SOLIDOS TENIDOS
--PUNTO FINAL
.
'~ ~
"
-.1
6 em'
Scm'
'e.·
VOLUMEN
AGREGADO
DE LA SOLUCION
DE AZUL DE METILENO
UMEDAD
8 em '
FIGURA 11 . Punto final de la titulacion en la prueba
"capacidad de azul de metileno" (4, p.21).
La capaci dad de azul de metileno tambien puede informarse como bentonita equivalente
(basados en benton ita con una ca paci dad de intercambio cat i6nico de 70 meq/1 ~Og) ,
si se realiza e! siguiente calculo:
Bentonita equivalente, en Ibm/bbl
5x (cm3, de azul de metileno , gastados en la prueba )
cm 3 de muestra
Esta benton ita equivalente no es igual a la concentraci6n de benton ita comercial que
se encuentra en ellodo bajo prueba. A la bentonita equivalente calculada contribuyen,
ademas de la bentonita comercial, las arcillas reactivas que se encuentran en los
s61idos de perforaci6n (recortes). Para estimar las contribuciones por separado ve r la
referencia 7, p.28 .
46
LECTURAS SOBRE WOOS DE PERFORACION
2.7. Alcalinidad.
Descripcion.
Sean :
M ;: Alcalinidad, al anaranjado de meti lo, del fil trado
f
P ;: Alcalinidad, a la fenolftaleina , del fil trado
f
P'" ;: Alcalinidad , a la fenolftaleina, del lodo
La alcalinidad se considera como el poder acido-neutralizante de una sustancia. En un
lodo, la prueba puede realizarse directamente en el (Pm) 0 en el filtrado (Mf Y Pf )· Los
resultados obtenidos pueden usarse para estimar la concentracion de los iones hidroxilo
(OH -), carbonato (C0 3-2 ) Y bicarbonato (HC0 3-) en el lodo, los que son responsables
directos de las alcalinidades del fi ltrado Y del lodo.
Conocer la alcal inidad es tan importante como saber su origen. As i. aquella que provenga
de los iones hidroxilo se considera benefica (pues proporc iona , sin otros efectos
n egativ~s , un ambiente alca lin o, no corros ivo de los conductos in vo lu crados en la
perforacion Y prop icio para el buen desempeno de algunos ad iti vos de los lodos) ; por el
contrario, la alcalinad aportada por los iones carbonato y bicarbonato se cons idera
dar'iina pues dichos iones afectan negativamente la fuerza gel y el filtrado de lodo , sin
permitir acciones correctivas mientras sigan presentes . Los iones carbonatos y
bicarbonatos se pueden remover dellodo mediante la adicion de hidro xi do de calcio ­
que convierte los iones bicarbonato en iones carbonato y a estos los precipita como
carbonato de calcio, insolu ble - y su presencia en el lodo se debe comunm ente a la
co ntaminacion del agua del lodo con CO 2 , conte nido en muchas de las formaciones
perforadas.
Interpretar los valores de Mf Y P ' Y utilizarlos para diferencia r el origen de la alca linidad ,
f
requiere calcular las diferencias entre los val ore s de titu lac ion obten id os por los
procedimientos enunciados mas adelante. Por ello es crucial tener cuidado en seguir
exactamente los pasos del procedimiento y asi obtener medidas precisas de los
reactivos. Es importante aclarar que con los calculos que se recomiendan al final de
este aparte solo se logra un estimativo de las concentrac iones de las espec ie s ion icas
presentes , basados en el equilibrio qu imico te ori co de las reacciones.
En ocasiones, la compos icion del filtrado es tan compleja que interpretar las alca linidades
en funcion de los componentes ionicos estimados puede conducir a errores , pues otros
iones, tales como los boratos, sil icatos, sulfuros y fosfatos, pueden tamb ien contr ibu ir
a la alcalinidad.
Tal vez algo mas preocupante en la determinacion de alcalinidades en lodos de
perforacion es la presencia de los adelgazantes organicos anionicos , reductores de
filtrado y sus productos de degradacion, pues pueden contribuir grandemente al valor
final de la alcalinidad y tam bien encubrir el punto final de camb io de color en las
titulaciones . Esta contribucion es especialmente importante en la de terminacion de la
alcalinidad del filtrado al anaranjado de metilo (Mf ), haciendo la prueba muy im precisa .
Sin embargo, para un sistema de lodo base-agua y benton ita que no posea adelgaza ntes
PRUEBAS FUNDAMENTALES EN WOOS DE PERFORACION
47
orgc'm icos , las alca linid ad es .1/, y P, pu eden ser usadas para determinar la prese ncia
de ion es carb onatos y bica rbona t os.
Equipo y reactivos .
Solucio n de aci do su lf urico
estan dari zado a l 0.02 Norma l (N/ 50 )
So luci on de fenol fta le ina 1g/ 100 cm 3 de una so luci6n de a lcoh ol y agua al 50 % .
S olu cion de anaranja do de metilo. 0 1g/1 00 cm 3 de agua .
Medid or d e pH (o pcional) , este es mas preciso que la soluci6n de indicad or.
Recipiente para titul acion 100 - 150 cm 3 , preferiblemente transparent e 0 blanco .
Pi pet as gra du adas
una de 1 cm 3 y otra de 10 cm 3
Pipetas v olumetri cas 1 cm 3
Jeringa hipod ermica : 1cm 3
Varilla agitadora
Procedimiento para Pf Y Mf
Mida 1 0 mas cm 3 de filtrado dentro del recipienle de litulaci6n . Aiiada 20 mas
golas de solu ci6n de f enolftaleina . Si el medi o se lorna rosad o, aiiada , gota a
gota , y ca n la pipeta g raduada , el acid o sulfurico 0 .02 Normal (N/ 50) , mientras
agita , y hasta q ue el col or rosado desaparezca . Si la muestra esta tan co loreada
que el cambi o de co lor no p ued e apreciarse , el punt o final debe ser o bs ervado
con un m edid or de pH, cuand o est e sea 8 .3 .
Re porte la al ca lin idad del fil trad o a la feno lfta leina (Pr ), co m o el numero de cm 3
de aci do 0.02 Norma l reque ri dos por cm 3 de filtrad o
A la mu estra que ha sido titu lada para el pu nto fina l de P , aiiada 2 6 3 go tas de
f
solu cion de anaranjad o de met ilo. A gregue go ta a gota el aci do de la pipeta ,
mientras agita , ha sta que el color de l indi cad or cambie de amarill o a rosado .
Registre la al calinidad de l filtrado al a naranjad o de metilo (Mr ), como el total de
cm 3 de acido 0.02 Normal requerid o, por cm 3 de filtrad o, para al canzar el punt o
final de anaranjado de metil o (incluyend o la cantidad requerida para el punta
final de Pr j
Procedimiento para Pon
'
Vierta un cm 3 d e lodo dentro del recipiente de lilulaci6n , usando una jeringa 0
una pipeta volum etri ca. Dil:.lya la muestra de lodo can 25-50 cm 3 de agua
destilada . Aiiada 4 65 gotas de solu ci6n de fen olftaleina y, mientras agita , titule
rapidamente can so luci6n de acid o sulfuri co al 0.02 Normal (N/ 50) ha sta que el
color rosado desaparezca . Si el punta final del cambio de c olor no pu ede ser
apre ciad o fa cilm ente , utilice un medidor de pH y registre el punt o final cuand o el
pH sea 8.3 .
Rep orte la al calinidad dellodo a la fenolftalei na (Pm) ' como el numero de cm 3 de
aci do 0.02 N orm al (N/50) requerid os par cm 3 de lodo .
-18
!..EC'TI.'RA S SO BRE LODOS DE PERFORA C!ON
Calculos.
Can los valores de P r yl lr ' las concentraciones de los iones hidroxiio, carbonato y bicarbonato pu eden ser est imadas de la Tabla 2. TABLA 2. Conc entraciones en mg /I , de jones en el lodo' F" I
OH-
C0 3 - 2
HC0 3 ­
0
0
0
1220 . ~/r
1220 (Jlr - 2 Pr )
r
2 PI
<
.1I,
0
1200 Pj
2 Pr
= .1I,
0
1200 P
0
2 Pr
>
340(2 Pr - Afr )
1200(Mr - P )
r
0
Pr
= .llr
340M j
0
0
.1Ii
f
'Referencia 3, p.22 .
Adema s de la utilidad que nos ofrece Pr para conocer el origen de la alcalinidad en el
lodo, tambien puede emplearse , junto a P10 , para determinar la cantidad de "cal apagada ",
comunmente utilizada en la preparacion de lodos calcicos (ver el numeral 4.2):
donde F" (fra ccion de agua en el lodo) se calcula can 1-",/100 ; V'" es el obtenido en el
numeral 2.4 .
PRL'EBAS FL'NDA.I [EYT4ES ElY LODOS DE PERFORAcrON
./9
COMPOSICION
DE LOS PRINCIPALES
LODOS DE PERFORACION
~
r
I
/, , -
,
3. COMPOSICION DE LOS PRINCIPALES LODOS DE PERFORACION Como ya se ha dicho en la primera seccion, los fluidos de perioracion incluyen gases
liquidos 0 mezlas de estos. Mientras aquellos donde priman los gases -ilamados fluidos
neumaticos (aire, gas natural y/o espuma, principalmente, hacen parte de ellos)- se
emplean solo en casos especiales, donde prevalecen los segundos -denominados lodos­
son de uso muy extendido en las operaciones de perioracion y reacondicionamiento
de pozos de hidrocarburos 0 agua.
Los lodos de perioracion comunmente presentan como liquido base el agua, el aceite
(petroleo crudo 0 uno de sus derivados) 0 una mezcla estable de ellos. Para
complementar las propiedades de este liquido base y ajustar las caracteristicas del
lodo, de modo que responda a las exigencias de una operacion especffica, se utilizan
materiales diversos, denominados aditivos.
Algunos aditivos actuan principalmente sobre la densidad del lodo, aumentandola (se
les llama densificantes 0 "pesantes"); otros, lIamados viscosificantes, actuan sobre la
viscosidad y el gel, aumentando la capacidad dellodo para transportar y suspender los
recortes de perioracion. Los aditivos lIamados dispersantes 0 adelgazantes hacen los
lodos "mas fluidos"; los "taponantes" deben evitar las perdidas de grandes volumenes
de lodo (perdidas de circulacion) hacia las formaciones perforadas; los controladores
de filtrado intentan hacer minimos los volumenes (principalmente de componente
liquido) de lodo que pasan hacia dichas formaciones. Las sustancias empleadas para
aumentar el pH de los lodos (son muy usadas la soda 0 sosa caustica -NaOH- y la
potasa caustica -KOH-) tambien estan entre los aditivos, asi como aquellos reactivos
(extendedores de bentonita, ampliadores de resistencia a la temperatura, emulsificantes,
bactericidas, antiespumigenos, por ejemplo) cuya funcion primordial es la de mejorar
el rendimiento 0 el desempefio de otros de los materiales empleados en la conformacion
del lodo. Cabe anotar que un mismo aditivo puede afectar varias propiedades de un
lodo. Veamos los principales aditivos, agrupados segun su funcion primordial
Densificantes.
En ellos es muy importante su gravedad especifica (entre mas alta, menos masa de
densificante es requerida), su dureza (entre mas alta, mayor es la posibilidad de contribuir
, al rayado y corrosion de los conductos atravesados por ellodo) y su disponibilidad en
la naturaleza. Algunos son:
Barita (sulfato de Sr, Pb 0 Ba). EI sulfato de Bario, denominado Baritina, es el
mas utilizado en los lodos de perioracion; su gravedad especffica y su dureza,
segun Betejtin 8 , estan, respectivamente, entre 4.3-4.5 y entre 3-3.5.
Galena (sulfuro de plomo). Gravedad especifica y dureza varian (Op.cit., p.202),
respectivamente, entre 7.4-7.6 y entre 2-3. Es muy importante para la obtencion
de plomo pero actualmente es raramente usado como densificante, debido a su
alta toxicid ad.
Carbonato de Calcio (como Aragonito 0 Calcita, segun su forma de cristalizar en
la naturaleza). Para el Aragonito, la gravedad especffica y dureza varian (Op.cit.,
COMPOSICION DE LOS PRJ,\C!PALES LaDaS DE PERFOR..KION
53
p399) , respectivamente, entre 2.9-3 .0 y entre 3.5-4. La Calcita presenta (Opci! ,
p394) gravedad especffica entre 2.6 y 2.8 Y una dureza de 3; es mucho mas
abundante en la naturaleza que el Aragonito .
Hematita (Oxido de hierro). Puede encontrarse en la naturaleza asociada en
grandes masas a la Barita . Su gravedad especifica y dureza varian (Op.cit.,
p307 ), respectivamente, entre 5-5.2 y 5.5-6 . Su tendencia a incrementar las
perd idas de filtrado y el grosor de la costra han reducido grande mente su uso en
lodos .
Ilmenita (FeTiO) . Las grandes aglomeraciones de este mineral son usualmente
utilizaaas para obtener Titanio , materia prima muy apreciada en la industria
aeronautlca. Su gravedad especifica es 472 y su dureza varia (Op .cit. , p.310)
entre 5 y 6 Especialmente debido a la gran dureza , su usa como densificante
de lodos se ha visto limitado a casos en los cuales la velocidad de flujo , dentro
de las luberias y demas conductos de perforacion , es baja, de modo que el
efecto abrasivo del densificante se mitiga . Igual cosa puede decirse de la
Hematita.
Sales disueltas. Especialmente cloruros de sodio y de calcio ; empleados sobre
lodo en la perforacion de estratos de sal.
Viscosificantes.
Las arcillas han sido tradicionalmente los viscosificantes mas usados en lodos de
perforacion. Entre ellos sobresalen la bentonita -rica en montmorillonita, que presenta
gran capacidad de intercambio cationico (80-150 meq'/1 00 g , segun Lambe y Whitman ,
cit ados por Escobar y Saavedra en la referencia 9), capacidad que, segun est os ultimos
autores (investigadores del ICP) , es altamente responsable de la enorme facilidad de
hidratacion de la bentonita en agua dulce- y la atapulgita (silicato hidro magnesico ­
aluminico), usada para darviscosidad a lodos con agua salada , en donde no es efectiva
la bentonita (salvo que se haya prehidratado en agua dulce) . La atapulgita se hidrata­
y proporciona viscosidad- en agua salada pues se vale de un efecto de union de sus
particulas , que presentan estructura acicular. Su capacidad de intercambio cationico
es muy baJa
Especialmente en los arios 90, ei papel viscosificante de las arcillas ha sido completado,
yen algunos casas reemplazado, por los polimeros (ver las secciones 5.1 y 5.2). Muy
usados para este y otr as efectos son el XC , el CMC, el HEC , todos degradables por el
d ecto de la te m peratura (unos 2 50°F) . EI almidon, polim ero natural y tradicionalmente
muy utilizado , presenta como principal inconveniente su vulnerabilidad ante el ataque
ba cteriano .
Ade lgazantes.
Sll obl etivo prim ord ial es e l de disminuir la viscosidad d ellodo. Entre ellos sobresalen
por Sll us a am pl io los fosfatos -Pirofosfato acido de sodio (SAPP), Hexametafosfato de
sodio (SH MP) y el fosfato tetrasodico (TSPP), por ejemplo-, los tanatos (extractos de
quebrachos y de abeto , por ejemplo), los lignitos (,3cidos humicos y demas lignitos
modificados con compuestos basicos , por ejemplo) y los lignosulfonatos (de sodio ,
cal cio, etcetera) Los fosfatos se degradan termicamente a unos 150°F, los tanatos y
5./
LECTURAS SOBRE LOD OS DE PERFORACION
lignosulfonatos soportan temperaturas hasta de unos 250°F. Los lignitos son estables
hasta por encima de los 400°F, situacion que los hace recomendables para control de
las propiedades en lodos con lignosulfonatos somelidos a temperaturas altas.
Taponantes.
Entre los mas usados hasta hoy estan mi ca , aserrin , pap el , semillas de algodon (I a
cascara) -todos para perdidas de circulacion en perforaciones poco profunda s­
materiales fibrosos , re co rtes de celofan , ca scaras de nuez , tierras diatomaceas y
mezclas de los cuatro ultimos . Los materiales fibrosos , recortes de celofan 0 mezCl as
que los co ntengan no son re comendables para ser us ados con lodos base aceite
Controladores de perdidas de filtrado (parte dellodo que se filtra , ha cia las formaciones
perforadas, a traves de la costra, torta, revoque 0 enjarre)
Impropiamente (pues el filtrado no solo esta constituido por agua) tam bien se les
denomina reductores 0 controladores de perdida de agua. La bentonita , los polimeros
y los adelgazantes (excepto los fosfatos y los taninos) vistos anteriormente se han
usado con exito como controladores de perdidas de filtrado.
Otros reactivos.
Tambien pueden ser parte de un lodo de perforacion aditivos que funcionan como
lubricantes, emulsificantes, antiespumantes, floculantes, inhibidores de corrosion, entre
otros .
Las co ncentraciones recomendadas de todos los react ivos empleados en un lodo de
perforacion (que debe responder a unas necesidades especificas) se pueden con sultar
en los manuales de las compafiias productoras y/o comercia li zad ora s de tales rea ct lvos .
Algunos ejemplos de composiciones de lodo se pueden leer en las d os secclones
siguientes .
COl [POSICION DE LOS PPJ.\C1PALES LODOS DE PERFORAC10N
55
CLASIFICACION,SEGUN
COMPOSICION, DE LOS PRINCIPALES
LODOSDEPERFORACION
4.
CLASIFICACI6N, SEGUN COMPOSICI6N, DE LOS
PRINCIPALES LODOS DE PERFORACI6N*.
Oespues de iniciar su trabajo, muy dificilmente se encuentran dos lodos iguales, debido a la
incorporacion de recortes provenientes de las formaciones diferentes en las que se utilizan .
No obstante se pueden establecer clasificaciones amplias de los lodos de perforaci on , segun
su composicion inicial, tales como la que nos presenta Kelli o, en la cual se haceenfasis en
las concentraciones de los aditivos recomendados y en las caracteristicas esperadas de
cada tipo de lodo. La clasificacion de Kelly sigue las descripciones aprobadas por la IADC
y la API para fluidos de perforacion, completamiento y reacondicionamiento (ver la Referencia
11). Ademas de los complementos que la IADC hace a la clasificacion contemplada por
Kelly, este numeral considera, al finalizar, algunos de los lodos de perforacion mas modernos .
4.1. Lodos no dispersos.
Son aquellos que no contienen adelgazantes. Entre ellos se encuentran los sistemas
utilizados para perforar pozos poco profundos (0 los primeros metros de pozos
profundos) tales como los lodos primarios y los naturales (conformados por agua y
arc1llas aportadas por las formaciones perforadas). Algunos autores consideran como
lodos no dispersos a los poco tratados con aditivos quimicos .
Los lodos primarios (tambien Ilamados iniciales por ser comunmente utilizados para
comenzar las perforaciones) pueden ser considerados como paradigma de los sistemas
no dispersos .
Usualmente se presta atencion escasa a la formulacion inicial de los lodos primarios y
e/lo puede conducir a grandes costos posteriores. Lo mas importante de dicha
formulacion es incluir reactivos que suministren una buena capacidad para transportar
recortes . Solo en algunos casos el control de las perdidas de filtrado de estos lodos
tambien sera fundamental.
En la mayoria de casos, el lodo primario puede estar compuesto de agua dulce, bentonita
y cal apagada (hidroxido de calcio). Primero se hidrata la bentonita y luego se agrega la cal
que aumenta el valor real del punto de cedencia y, por tanto, la capacidad de transportar
recortes, a bajas ratas de cizalladura. Con la expresion «valor real del punto de cedencia»
nos referimos al obtenido en un reograma, curva de consistencia 0 curva de flujo (rata de
cizalladura contra esfuerzo de cizalladura) del lodo (ver la seccion seis). Las cantidades
requeridas de bentonita y cal dependen del punto de cedencia deseado. Por ejemplo, en
muchos pozos se puede usar entre 15 y 25 Ibm/bbl de la primera y entre 0.1 y 1 Ibm/bbl, de
la segunda, pero si el lodo primario se requiere para perforar una grava gruesa podrian
necesitarse puntas de cedencia mas altos y por tanto se emplearia mas bentonita y mas cal.
Para control de perdidas de filtrado en lodos primarios se recomienda agregar, a la
mezcla benton ita hidratada-cal, un polimero no ionico tal como el almid6n 0 el XC que
respeten el punto de cedencia logrado con la cal. Su concentraci6n comun varia entre
0.5 y 0.75 Ibm/bbl. EI CMC no se recomienda para dicho control pues reogramas de
lodos primarios (bentonita hidratada-cal y este polimero ionico) muestran que actua
como adelgazante, eliminando el punto de cedencia (con la consiguiente disminucion
·Este aparte se ha tornado de M. Sierra y G. Salazar "Principales tipos de lodos empleados en la perforacion de
pozos de gas, aceite 0 agua" aparecido en Bo/etin de Ciencias de la Tierra , No. 13, 1999
CLASIFICACION. SEGUNCOMPOSICION. DE LOS PRlNCIPALES LODOS DE PERFOK,Bm:<IlI
59
COLO"lB/\